Project/Area Number |
17H00413
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Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Field |
工学Ⅴ(その他工学)
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
清水 嘉 東北大学, 工学部・工学研究科, 技術一般職員
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Project Period (FY) |
2017
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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Budget Amount *help |
¥550,000 (Direct Cost: ¥550,000)
Fiscal Year 2017: ¥550,000 (Direct Cost: ¥550,000)
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Keywords | 熱電発電モジュール / 熱サイクル試験装置 / Solidworks Simulation |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究は, 熱電発電モジュールの熱サイクルシステムの開発を目的としました. 熱電発電モジュールは, 上端を高温(600~800℃)で加熱, 下端を冷却することで電気を得ることができます. その実用化には, 加熱と冷却を繰り返す熱サイクルを加えて, 高い変換効率を得られることが必要です. 研究代表者が開発した熱電発電モジュール熱サイクル試験装置では, 加熱部を100℃から100℃刻みに800℃まで昇温・降温する熱サイクルを加え, 発電効率を測定することができますが, ねらった温度差ΔTが得られないこと, また, 輻射熱により入力熱量Qに損失が発生する為, 正確な発電効率の値を求めることができませんでした. 当初の方針では, 設定温度に依らず加熱時間を一定にできる熱サイクルプログラムを作成し, 温度制御を行って加熱時間の一定化を図ろうと考えていましたが, 研究代表者が所属する研究機関で熱サイクルプログラムを実行できる温調器を導入することとなり, それを使用した熱サイクルシステムの構築を行いました. ヒータ下部に輻射熱を発生しないヒータを開発するために, その形状と熱応力を、「Solidworks Simulation」を用いて計算しました. そこで、割れを生じない形状を設計したところ, 従来の形状よりもヒータ部に対して母材のマセライト部分が小さいヒータを作製することができました. 輻射熱を防ぐアルミナ板をヒータ面に設置できるようにして, ヒータ面よりも小さなモジュールの測定を可能にしました. 研究代表者が所属する研究機関で開発している熱電発電モジュールを用いて熱サイクル試験を実施し, 変換効率を測定して評価装置の有用性を実証しました. その成果は, 日本熱電学会, ECT2018, 核融合科学研究所技術研究会にて発表しました.
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)